1936年，曹禺应国立剧专校长余上沅之邀，来到南京任教。1937年抗日战争爆发，日寇轰炸南京，学校奉命转移。8月剧专西迁长沙时，曹禺因哥哥万家修病故而回天津，遭到日本特务的追踪，他遂化装成商人，乘英国太古公司轮船，绕道香港经武汉，再转长沙回到学校。12月11日，曹禺听徐特立讲演抗日救国十大纲领，对徐老讲的“抗战必胜，日本必败”甚为感动。
后友人告知，延安方面欢迎茅盾、巴金、曹禺、沈从文等作家去延安。沈从文由武汉赴长沙，与曹禺同去八路军驻湘办事处，拜访徐特立，商谈去延安事宜。后来，由于日军空袭越来越频繁，剧专又奉命向大后方转移，此事未能成行。1938年年初开始，剧专辗转迁徙宜昌、万县、重庆、江安等地。
在八年的流亡迁徙中，学校把教学和抗战救亡紧密结合起来。曹禺与剧专的师生们组织起“战时巡回公演剧团”，每到一地，曹禺总是亲自把锣拿上，招呼同学，招呼群众，高唱抗日歌曲，
演出抗战救亡戏剧，唤起民众的抗战热情。在湘、鄂、川等地的街头广场，他们演出了《流亡者之歌》《放下你的鞭子》《疯了的母亲》《觉悟》等街头抗战剧。当时许多报社的记者对演出跟踪报道，1937年10月3日，《大公报》报道“国立剧专学校巡回公演剧团演员愤慨倭寇残暴，沿街演唱，一时观众如山，肃然感奋”。
在条件恶劣的流亡办学中，他们还组织“战时戏剧讲座”，曹禺总是第一讲。他们一般上午上课，下午排戏，晚上演出，课余时间就用自编的小节目去慰问受伤的抗战将士。
曹禺与宋之的合作改编的抗战第一部大戏《全民总动员》于1938年10月完成，曹禺写了剧中的第三幕，10月29日在重庆国泰戏院公演，轰动山城。导演团由张道藩、余上沅、曹禺、宋之的、沈西苓、应云卫组成，他们和演员白杨、赵丹、江村、张瑞芳、舒绣文、凌琯如、魏鹤龄等饰演了剧中的角色。演出后，应云卫对曹禺的表演赞叹不已：“毕竟是万家宝，老经验，连一点子戏总被挤足了出来，抓得住观众。”
1939年4月，日机大肆轰炸重庆，剧专又疏散迁至江安。在这里，曹禺将构思已久的抗战大戏《蜕变》，用了差不多一个月时间完成了，演出引起轰动。曹禺说，此剧的关键“是我们民族在抗战中一种‘蜕’旧‘变’新的气象”。
有一次演出，蒋介石也来看，之后传下话来，《蜕变》停演，原因是结尾丁大夫挥动着小伤员送她的红肚兜与伤员告别，就像一面红旗在台上招展，还有就是丁大夫之子丁昌伤愈重上前线，唱了《游击队歌》。于是，张道藩被叫去训斥了一顿。一位国民党宣传大员希望曹禺改动一下，曹禺说“写戏还是我们内行，这样的事还是让我们自己来搞吧”，拒绝了修改。由于蒋介石的干涉，《蜕变》一度遭禁，但迫于舆论压力，后又不得不开禁。
此外，抗战时期曹禺还创作、改编、参演了大量适应抗战和教学需要的小戏剧和活报剧，创作了经典剧作《北京人》，并将巴金小说《家》改编成戏剧。